路橋施工中鋼纖維砼技術應用研究

文/萬麗群 中交第四公路工程局有限公司 北京 100022

?

路橋施工中鋼纖維砼技術應用研究

文/萬麗群 中交第四公路工程局有限公司 北京 100022

鋼纖維混凝土是路橋工程施工中廣泛使用的一種復合材料，它能夠顯著提高混凝土強度，增強混凝土的變形能力，從而提高施工質量。本文詳細介紹了這種混凝土的特性，并就其在路橋工程中的應用和注意事項作了一定了分析。

路橋工程；鋼纖維混凝土；強度；變形性能

我國政府在不斷推進城市化進程的同時，也在不斷改善城市交通問題，推動著我國建筑行業的快速發展，尤其是路橋工程的修建對改善城市交通，方便人們出行方面有著重要的作用和意義［1］。路橋施工中最重要的材料就是混凝土，但是由于傳統的混凝土具有許多的缺點，例如水化熱較大、存在著干縮特性等，因此如果將傳統的混凝土用在橋梁施工中，就很容易出現裂縫，嚴重危害橋梁安全。隨著經濟的不斷發展，人們對于路橋的質量要求也越來越高，因此有效解決傳統混凝土所帶來的質量問題成為了人們關注和研究的重點。

1、鋼纖維砼特性研究

所謂鋼纖維混凝土就是把少量亂向分布的鋼纖維加入到普通的混凝土當中混合形成的一種新的多相復合材料［2］。鋼纖維在混凝土中是亂向分布的，沒有固定的規律，傳統混凝土中的裂縫發展也是沒有規則的。因此，鋼纖維加入后在防止裂縫的發展的同時還可以防止宏觀裂縫的產生。試驗表明，鋼纖維的加入能明顯提高混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊性能，使混凝土具有更好的延性，主要體現在以下幾個方面。

1.1抗拉彎壓以及抗沖擊性能增強

鋼纖維砼主要由傳統混凝土和鋼纖維構成，而且鋼纖維的分布沒有任何規律，這樣的組合使得混凝土的各種性能得到明顯的提升。根據實驗研究表明，如果在傳統混凝土中加入1%～2%的鋼纖維，混凝土的單軸極限抗拉強度和極限抗彎強度將會大大增強，抗彎性能提升30%～80%左右，而抗拉性能提升25%～50%；當鋼纖維的含量為0.8～2.0%時，相關研究表明，其抗沖擊性能得到明顯提高，是普通混凝土的50～100倍。從上述試樣可以發現，鋼纖維的摻入量很少，但是摻入后混凝土的性能卻能夠得到巨大的增強。因為混凝土自身的特性即其可以承受較大壓強度，所以鋼纖維的加入并未能明顯提高其抗壓性能。只是破壞時混凝土碎而不散。

1.2抗剪性和韌性能增強

對于傳統的混凝土，開裂時的荷載和它的極限荷載相差不大，而鋼纖維的加入，能明顯增強混凝土的韌性，根據實驗分析可知，當摻入的鋼纖維在0.8%～2.0%時，混凝土的抗壓韌性能和抗彎曲沖擊韌性能都能提高，前者可提高2～7倍，后者可提高2～4倍。即使混凝土已經出現裂縫，荷載還能繼續增長，因此其極限荷載能夠得到增強，并且混凝土體積越大其極限荷載也越大。

1.3抗變形性能增強

混凝土收縮和膨脹是裂縫產生的原因，鋼纖維的加入可以有效減弱這一現象。根據實驗數據，鋼纖維使得混凝土的抗拉彈模增大，提高0～20%左右，而抗壓彈模增加不明顯。

1.4抗凍、耐磨性

普通混凝土抗凍性能較差，當溫度降低到一定程度后，混凝土開始出現剝落現象，強度有所降低。根據試驗對比可知，鋼纖維加入可以改善混凝土的抗凍性能的同時還能提高其耐磨性能。鋼纖維伸縮能力與外界溫度有關，與混凝土剛好能協同作用。因此，可以使得混凝土不會因溫度應力而出現開裂，從而使得裂縫發展和擴張現象減少。

2、在路橋工程中鋼纖維混凝土的應用分析

2.1道路工程

鋼纖維混凝土在道路工程中，主要應用于路面工程。由于鋼纖維混凝土自身具有的良好性能，在鋪路中不經能夠使得路面的鋪設厚度較傳統減少，還能使得路面的強度提高，從而減少路面的開裂。道路交通工程對路面的要求較高，路面應具有較強的耐磨性能，較高的強度，以及較長的使用壽命。主要體現在以下幾個方面。

2.1.1新修建的路面工程

鋼纖維混凝土主要用于對于新修建的道路的路面鋪設，鋼纖維混凝可以減少傳統的混凝土鋪設時鋪設厚度較大的問題。為了防止路面的開裂，在施工時應隔一定的距離設置橫縫和縱縫，設置目的就是為了防止混凝土凝固后因為溫度原因導致的開裂，使得混凝土能夠自由伸縮。鋼纖維混凝土強度較大，能夠使得混凝土的裂縫發展現象減少，從而使得路面的使用壽命得到延長。

2.1.2已建好的路面罩面修補

采用結合式罩面面層與舊混凝土路面相互結合、黏合在一起，增加罩面的橫截面積，罩面的強度就會提升［3］。這種方法可以使得路面的負載能力得到提升，從而使路面更好地被使用。除了上面所述的施工技術外，還可以采用另外一種技術—分離式罩面面層。這種罩面中間設置了分隔層，這樣在路面工程竣工后，每一層的面層均能獨立發揮作用。當路面承受荷載時，面層各層受力均勻，避免了局部受力不均導致的路面損壞，減少了路面大面積翻修的工作量。

2.2橋梁工程

鋼纖維混凝土在橋梁工程中的使用，主要目的是為了提高橋梁的負載能力，具體應用主要體現在以下幾個方面。

2.2.1橋面鋪裝

在橋面鋪裝中，最重要的就是橋面的承載力控制。橋面工程中，對于橋面的施工質量應嚴格控制，橋梁工程因其自身的許多特點，對橋面的要求較高。首先橋面應具有一定的強度，其次要求橋面的厚度較小，這樣能夠減輕橋梁的自重，最后對于橋面的耐磨性也具有較高要求。這一系列條件使得傳統混凝土的應用受到限制，而鋼纖維混凝土恰好能夠得到很好的應用。鋼纖維混凝土的應用，明顯提高了橋面的強度和耐久性，并且由于鋼纖維較高的強度，使得橋面的鋪裝厚度減少，橋面自重減輕，改善了橋梁內部的受力狀態。并且鋼纖維加入后，橋面的抗沖擊性增強，橋面裂縫、坑槽、剝落等現象也得到了很好的改善，橋面的使用壽命得到提高。

2.2.2橋墩施工

鋼纖維混凝土在橋墩中的應用與橋面效果一樣，能夠明顯改善橋墩內部受力狀況，對橋墩起到加固作用，提高橋墩的結構強度。轉子型噴射機噴射5～20cm鋼纖維混凝土應用于橋墩施工時，不經可以提高橋梁的抗震性還能提高橋梁的整體性。在橋墩局部加固時，應采用10%左右的剪切鋼纖維。同時采用噴砂或鑿毛可以使新舊結構面的連接強度得到提高。另外選用硫鋁酸鹽快硬水泥并采用TS型速凝劑可以提高早期抗裂性能。鋼纖維混凝土施工技術在橋梁工程中具有重要的作用。因此，在施工時，為了確保施工的質量，不僅需要嚴格控制材料配合比而且應該提高施工人員的技術水平。

3、鋼纖維砼使用時的注意事項

3.1按標準和規范施工

與傳統的混凝土相比，鋼纖維混凝土施工技術有很好的優勢，鋼纖維的摻入，使得混凝土總的用量減少，而鋼纖維的用量只占了混凝土總量的很少一部分，因此節約了工程造價和成本。并且因為鋼纖維具有各種良好的性能，如較強的抗拉、抗剪、抗沖擊性能，使得路面的施工質量得到了很好的保障，同時橋梁的承載能力也得到了大大的加強。為了使鋼纖維充分發揮其重要作用，施工人員應嚴格按照有關技術標準和施工規范進行施工，合理設計混凝土中各材料的配合比，控制每一道工序的施工質量。

3.2嚴格重視施工細節

項目工程施工是一項巨大的而且復雜的建筑活動，工程建設的質量受到了各方面因素的影響，因此對于工程活動中的許多細節應該予以足夠的重視，細節決定了工程的施工質量。如混凝土施工后的養護問題，養護工作決定了最終的質量。一般混凝土養護時間控制在7個工作日以內，而且在養護期間工作人員要隨時觀察混凝土的變化情況，定期澆水，確保混凝土不會出現干裂現象［4］。另外，混凝土攪拌時也應該注意，鋼纖維應先通過分散機分散，并且投料時應分級投料，投料順序為砂、鋼纖維、碎石。先干后濕，防止鋼纖維混凝土結團。對于混泥土澆筑，應連續無間斷，防止混凝土前后凝結不一致而出現質量問題。除了上述幾點，施工中還有眾多的細節需要引起重視，從而保證工程質量。

3.3施工工具應慎重選擇

施工工具的選擇同樣重要，目前常用的運輸工具為泵車，泵車將鋼纖維混凝土運輸至施工現場時，一定要一直保持輕微攪拌，防止鋼纖維混凝土結團。而對于材料的攪拌，應選用強制性攪拌機，攪拌完成后使用攤鋪機攤鋪和平整，從而確保施工質量。

結語：

鋼纖維混凝土因其獨有的特點廣泛用于路橋工程之中，在實際工程中應重視其施工技術，不斷完善和發展鋼纖維混凝土施工技術，使其更好的服務于工程建設。同時施工人員應嚴格控制施工工藝，提升施工技術，使得鋼纖維混凝土得到更好地發展。

［1］陳昌海.簡述現代鋼纖維混凝土在路橋施工中的應用［J］.建材發展導向，2011（9）.

［2］魯強.淺談路橋施工中鋼纖維混凝土應用技術［J］.科技創新導報，2012，17∶99-100.

［3］林華.鋼纖維混凝土技術在路橋工程中的應用［J］.建筑，2011，19（9）：83-84.

［4］李紅旗.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術應用探討［J］.中國新技術新產品，2011，17（16）：45-46.

［5］劉棣.路橋施工中現代鋼纖維砼技術的應用研究［J］.中國房地產業.2015.7